CXCR4基因转染人脐带间充质干细胞移植治疗糖尿病肾病的实验研究

摘要 目的：探讨过表达CXCR4的人脐带间充质干细胞（human umbilical cord mesenchymal stem cell, hUC-MSCs）移植后对糖尿病肾病的治疗作用。方法：构建CXCR4的慢病毒表达载体，并建立过表达 CXCR4 的人脐带间充质干细胞（CXCR4-MSCs）。采用8周龄健康雌性SD大鼠75只，其中15只为正常对照组，60只为实验组。实验组糖尿病成模后一个月，将糖尿病实验大鼠60只随机分为4组：①移植CXCR4-MSCs组(CXCR4基因转染MSCs组)，即CXCR4组；②移植null-MSCs组(空质粒未转染CXCR4基因的MSCs组)，即null-MSCs；③移植MSCs组( MSCs组)；④PBS组(未移植任何的MSCs，单纯PBS注射，PBS组)。将CXCR4-MSCs、null-MSCs及MSCs消化离心，取含1×106个细胞悬液经尾静脉分别注入CXCR4-MSCs组、null-MSCs组及MSCs组大鼠体内，PBS组注射l mL PBS。干细胞治疗8周后，处死五组大鼠。各组大鼠处死前放代谢笼留取24 h尿，计算尿量，保存送检。处死前尾静脉采血检测血糖、称体重并记录。观察血糖、肾脏肥大指数、肾重、体重、24小时尿蛋白排泄量，并观察肾脏组织病理学改变。结果：60只SD雌性大鼠糖尿病模型成功率达100％，至实验8周糖尿病大鼠总共死亡14只，存活率达76.67％。实验开始后的8周，所有CXCR4组、Null-MSCs组、MSCs组、PBS组大鼠与正常组比较，体重均明显减轻(P<0.01)，血糖明显升高(P<0.01)。MSCs治疗后8周，除正常组外，其余各组大鼠血糖、肾重、肾重/体重比、24小时尿蛋白均显著增高，体重显著降低(P<0.05)；与PBS组相比，CXCR4组、null-MSCs组，MSCs组大鼠的肾重、肾重/体重比、24小时尿蛋白均明显降低(P<0.05)，体重无明显增加，血糖无明显降低(P>0.05)。CXCR4组大鼠的肾重、肾重/体重比、24小时尿蛋白较除正常组外的各组均明显降低(P<0.05)。糖尿病成模后，给予大鼠尾静脉注射干细胞悬液或等量培养液，注射后8周，除正常组外，其余各组PAS染色可见大鼠肾小球肥大，肾小球基底膜增厚、系膜增生、系膜基质增多，部分肾小球出现明显硬化，符合糖尿病肾病中期病理表现。CXCR4组大鼠肾小球系膜基质增生较其余各组大鼠减少(P<0.05)。结论：转染CXCR4的MSCs可改善糖尿病肾病。     

静脉注射41BBLGFP融合表达质粒体内表达及其生物学活性

通过RTPCR方法扩增小鼠41BBLcDNA,以pEGFPN1为载体,构建融合蛋白41BBLGFP重组表达质粒p41BBLGFP.采用基于流体力学原理建立的裸DNA体内转染技术,从小鼠尾静脉快速(15s)注射质粒p41BBLGFP进行体内转染.荧光显微镜观察组织切片,见小鼠肝、脾、肾及肺中均有报告基因GFP表达,尤以肝细胞中荧光最强.进一步用Western印迹和免疫组织化学染色法确定肝细胞表面表达41BBL,用Hsp70H22细胞抗原肽皮下免疫小鼠,同时尾静脉注射质粒p41BBLGFP,检测血清中IL2和IFNγ的分泌.结果显示,质粒注射联合免疫组小鼠血清IL2和IFNγ的浓度分别较生理盐水对照组增加了3倍和4倍;脾细胞对H22细胞的杀伤率则由单独免疫组的45.74%±3.27%增至86.74%±9.36%.结果表明,体内(主要在肝脏)转染质粒p41BBLGFP可以成功表达,表达产物具有41BBL的生物学活性,为进一步研究体内转染41BBL用于基因治疗奠定了基础.     

有机肥对石灰性土壤肥力属性的长期影响

用常规化学分析和差热分析方法研究了长期不同施肥模式下有机肥对土壤生态肥力的影响。结果表明,长期施用有机肥(厩肥、高秸处理)可显著提高土壤有机碳含量,其水散性G0复合体减少;水稳性G1、G2复合体增加,3种胶散复合体的有机碳含量提高,重组复合体中活性强的松结合态腐殖质较多。施入有机肥不仅可提高土壤有机无机复合体的总能量水平,而且也能提高复合体中松结态、稳结态、紧结态腐殖质的能态。高秸、厩肥处理的原土、重组、稳紧态复合体、紧结态复合体和3种胶散复合体焓变值较高,具有较高能态。施用有机肥的土壤全氮、全磷、重组磷及C/N比均呈提高趋势,pH值降低,其原土和重组复合体的阳离子交换量较高。     

野生稻抗病虫基因的研究与利用

野生稻是宝贵的种质资源,具有丰富的遗传多样性。多项研究表明,野生稻对多种病虫害有较强的抗性。但由于野生稻的远缘杂交存在许多的弊端,因而采用常规杂交技术不能选育出新的抗性品种而未能这到利用野生稻抗性基因的目的。可考虑从野生稻中提取抗性活性成分用于植物源农药的开发研究,但在实际的研究中发现其有效活性成分含量较少和基因遗传连锁障碍等两个问题。基因的分子标记定住技术可解决这两个难点。使野生稻特别是非AA组野生稻的抗病虫基因在植物源农药开发中的利用成为现实。     

组织工程皮肤生物反应器的研究与设计

目的设计一套生物反应器,能针对不同支架材料———细胞复合物进行构建组织工程皮肤。方法根据皮肤的自身生长特点和不同支架材料-细胞复合物的特性,模拟皮肤的生长环境和力学环境,通过生物反应器解决组织工程皮肤构建中支架的装夹和气液界面问题。结果生物反应器由控制系统和生物反应器主体两部分构成,能提供对多种皮肤细胞复合物的动态培养。结论皮肤生物反应器能够满足不同组织工程皮肤产品的需要。能够形成气液界面和模拟生物力学的刺激。     

菘蓝铁型超氧化物歧化酶基因IiFeSOD的克隆与胁迫表达分析

超氧化物歧化酶(SOD)是生物体内超氧阴离子自由基的清除剂,可有效地防止它们对生物体的损害。从菘蓝中经RT-PCR方法扩增得到SOD基因,命名为IiFeSOD,其全长882 bp,包含一个834 bp的ORF,编码277个氨基酸,分析其编码的蛋白质序列显示其属于铁型超氧化物歧化酶,具有线粒体导肽,定位于线粒体中。实时荧光定量PCR技术分析结果表明,IiFeSOD在菘蓝各个组织中均有表达,但表达量高低不同,在叶中表达最高、茎次之、根中最低; 该基因受盐胁迫的诱导,随着盐胁迫强度的加强基因表达量迅速升高而后下降。同时SOD酶活性在盐胁迫处理下表现出类似的变化规律。说明SOD的大量积累与植物的耐逆性密切相关。     

何首乌不同种质花粉形态及进化趋势研究

采用电镜扫描法,对48份何首乌种质的花粉形态进行了观察和分析。结果表明:何首乌花粉形状主要为椭球形,少量为长椭球形和近球形,部分种质花粉形状正处于椭球形向长椭球形进化的阶段;极面观主要为三裂圆形,部分种质的变异为半球状、四边形、凹陷状或平三角形;赤道面观主要为椭圆形,部分种质为三角形或四边形;萌发沟3条,狭长,几达两极,部分种质的1条或2条萌发沟中部或近极端处隆起,2条或3条萌发沟在极端处相交;表面纹饰为穴状,部分种质的穴中出现小孔。研究结果表明,何首乌物种正处于活跃进化阶段且因区域及生境的差异其进化速度不一致,低纬度地区的种质进化程度较高纬度地区的高,其最初的起源中心可能位于高纬度地区,在向低纬度地区迁移过程中其花粉形态发生了不同程度的变异。     

4种快速PCR检测试剂法医学应用的初步研究

采用快速PCR扩增,探索其法医学应用价值.将AmpFLSTRIdentifiler试剂盒分别与4种不同的快速PCR检测试剂联合构建快速PCR体系,以9947A为模板,采用各自优化的循环参数进行扩增,并将各分型结果与常规方法进行比较,结果表明:联合构建的4种快速PCR体系均可获得与常规方法一致的DNA分型结果,扩增用时最短可减少至22 min.可见应用快速PCR方法进行扩增,可获得与常规方法一致的STR分型,并且显著缩短扩增时间,提高DNA分型速率.     

Ensifer meliloti 1021烟酰胺酶的酶学特性及3-氰基吡啶调控机理的研究

克隆和异源表达固氮菌Ensifer meliloti 1021烟酰胺酶(NAMase),研究其酶学特性,并探究3-氰基吡啶(3-CP)对该酶的调控机制。PCR扩增获得E. meliloti 1021烟酰胺酶基因(nam)序列,构建含nam的重组质粒并导入Escherichia coli Rosetta(DE3)中异源表达,用Ni-NTA亲和层析纯化蛋白,探究温度、pH、有机溶剂及金属离子对NAMase活性的影响,并对烟酰胺酶进行了固定化研究。结果显示,克隆得到长636 bp的nam,编码的蛋白分子量为22.6 kD,等电点(PI)为5.5。NAMase的最适pH为7.0,在30-50℃温度范围内孵育2 h酶活维持在97.1%以上,最适温度在30-70℃。Ag2+和异戊醇对NAMase的活性抑制率最大。在E. meliloti 1021野生菌株及NAMase过表达菌株转化烟酰胺的过程中3-CP会抑制烟酸的产量,这种效应并非底物抑制作用。     

泌乳期、干奶期的娟姗牛和荷斯坦牛粪便菌群组成及纤维素降解功能CSCD

目的 探讨泌乳期、干奶期反刍动物粪便的纤维素降解能力和菌群变化。方法 采集娟姗牛和荷斯坦牛泌乳期、干奶期的粪便,通过滤纸崩解实验分析牛粪纤维素降解能力,利用二代测序技术观察泌乳期和干奶期牛粪在滤纸崩解实验前后粪便菌群的结构变化。结果 滤纸崩解实验发现,娟姗牛泌乳期和干奶期粪便菌群纤维素降解能力无显著差异,而荷斯坦牛干奶期粪便菌群纤维素降解能力显著强于泌乳期。二代测序结果表明,荷斯坦牛在干奶期时粪便菌群alpha多样性低于泌乳期,而滤纸崩解后2种牛的粪便菌群alpha多样性均显著升高,且荷斯坦牛干奶期粪便菌群的alpha多样性高于泌乳期;Beta多样性分析显示同种牛在泌乳期和干奶期粪便菌群结构有显著差异。滤纸崩解前2种牛泌乳期和干奶期粪便菌群均以Proteobacteria为优势菌门,但在滤纸崩解后泌乳期和干奶期粪便菌群均以Bacteroidota和Firmicutes为优势菌门。滤纸崩解后,2种牛泌乳期和干奶期粪便菌群属水平组成相似,均以Rikenellaceae＿RC9＿gut＿group、UCG-005、Christensenellaceae＿R-7＿group和UCG-010为优势菌属,且粪便菌群结构趋同。结论 干奶期荷斯坦牛粪便的纤维素分解效果显著。在反刍动物粪便样本中进行纤维素降解功能菌分离筛选时,应于动物干奶期进行自然样本的集中采集。